小學科學課程中開展STEM教育的問題與對策

黎怡君

【摘? ? 要】在小學科學課程中，STEM教育的展開具有較強的綜合性和科學性。教師在開展相關科學教學實踐時，會遇到科學課程設計較為復雜、教學內容安排不夠合理等問題。教師需要根據學生的科學學習基礎，結合STEM教育內容和要點提出相應的教學對策，發揮科學教學策略的有效性。

【關鍵詞】小學科學課程? STEM教育? 教學對策

中圖分類號：G4? ? ? 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2021.19.043

在我國當前小學課程教學實踐中，STEM教育的融合不可避免，人教版《科學》教材中加入了STEM課程體系設計，所以小學科學教師一定要對STEM教育有充分的了解。

STEM教育的重要性在國際上廣受認可，根據國際經驗，STEM教育對于學生的科學探究能力、批判性思維、創新意識以及信息技術能力的培養非常有益，而這些都是現代人才適應未來生活所需要的關鍵能力，能夠在其未來的生活與工作中持續發揮積極作用。我國的《小學科學課程標準》就明確提出了跨學科的學習方式，也就是STEM教育，這是一種以項目學習、問題解決為導向的課程組織方式，顧名思義便是將數學、科學、技術、工程有機融合，促進學生探究能力和創新能力的培養。

我國的小學科學課程新課標針對學生的科學素養培養指明了方向，也就是讓學生學會用科學積極的態度理性地、實事求是地對待生活，解決現實生活中的各類問題，培養學生勇于探索的科學精神。這樣來看，小學生科學素養的培養和STEM教育之間有著緊密的關聯，在小學科學課程中開展STEM教育是科學課程發展的必然趨勢。

一、小學科學課程中開展STEM教育的問題

（一）科學課程設計較為復雜，不利于學生構建科學知識框架

在小學科學課程學習過程中，學生正處于積累科學基礎知識的學習階段，對于科學課程方面的內容了解比較淺顯，而STEM教育本身包括科學、工程、數學等多個方面的內容，囊括的教學元素較多。科學課程設計對于學生而言比較復雜，不利于學生構建科學知識框架，使學生的科學綜合思維局限于課堂知識中，縮小了學生的科學知識拓展空間。教師在科學課程設計的過程中，需要考慮到STEM教育的綜合要素與要求，增加教學課程設計的內容與難度，容易導致科學教學過程復雜化，不利于學生對科學綜合知識的理解。教師在構建科學課程框架的過程中，不僅需要考慮科學教學的主要內容，還需要強調STEM教育的各個板塊，讓STEM教育要素巧妙融合到科學課堂當中，促進學生對科學、工程、技術等方面的具體認知，讓學生的知識框架構建更加完整。科學教學課程的設計并非對課程內容的簡單堆砌，教師在展開科學教學思考的過程中，容易陷入課程設計步驟繁復的陷阱中，不利于學生對科學學習過程的回顧，導致學生在復習科學內容的環節中忽略課程要點，降低學生構建科學知識框架的效率。

（二）教師認識不足，適應性不強，教學設計需改善

教師作為小學課程教學工作以及STEM教育工作的實施主體，自身對于科學課程教學目標以及STEM教育的認識會直接影響到教育實踐的推進和成效的展現。結合一些調研來看，當詢問小學科學教師STEM教育的目標是什么時，大部分教師給出的答案是培養學生的科學態度和實踐能力，而一部分教師則認為是幫助學生掌握科技知識。可以看出，大部分小學科學教師對STEM教育認同，特別是在培養學生科學實踐能力和態度上的重要價值。然而，在深入定位科學課程和STEM教育以及其他學科的關聯時，不同的教師堅持著不同的觀點。一些教師認為STEM教育就是整合STEM和其他學科，一些教師則認為STEM教育是強化學優生的項目，還有一些教師認為STEM教育就是培養學生解決問題能力的教學方式。我國一部分教師認為STEM教育不應當放在課堂上，而是應當作為課外活動。另外一部分教師則認為STEM教育優勢明顯，可以起到原有的科學以及信息技術課程的作用。這說明我國大部分小學科學教師并沒有完全將STEM教育視為新的教育理念。

需要注意的是，小學科學教師對STEM教育中的跨學科內容也無法全面理解，使得很大一部分教師很難應用跨學科的概念來組織自身教學工作，傳達教學內容。這表明我國小學科學教師的專業化程度還不夠，由于小學科學課程并沒有被納入考試范圍，大多數時候處于邊緣化的位置，小學科學教師也多為兼職，一些科學教師甚至對科學課程本身沒有形成全面而深刻的理解，缺乏完善的學科知識體系，更缺乏對跨學科內容的理解和應用能力，教師的科學素養需要提升。但是我們也應當考慮到，我國基礎教育長久以來并沒有納入工程和技術的內容，不僅僅是小學科學教師，其他學科教師甚至是學校的領導對這一方面都缺乏深入的了解和全面的準備。

（四）容易忽略科學教學實踐特性，學生適應緩慢

STEM教育在科學教學過程中的良好推進，代表著學生在科學、工程、技術等方面的有效實踐。但科學課程包含較多的教學板塊，教師容易忽略科學教學實踐特性，導致STEM教育活動進度緩慢，使學生在科學實踐方面缺乏練習，不利于鍛煉學生的科學實踐技能，導致學生的科學課堂實踐效率降低。在科學課程實踐過程中，科學實驗作為STEM教育中的關鍵要素，教師需要保證學生在科學實踐活動中的積極參與。在實踐教學要素被忽略的情況下，學生缺乏對科學實驗過程的具體認知，容易使科學教學與實踐過程的效率大幅度降低，不利于科學實踐活動的有效展開，使得科學實踐策略的效果難以發揮，讓科學教學實踐環節的進度停滯不前，導致科學教學的學期總結不夠全面。教師需要在科學實踐教學中提高STEM教育的質量，并積累更多的科學教學經驗，而科學教學實踐活動的缺乏讓教師的科學實踐經驗積累速度降低，不利于教師在科學實踐教學技能方面的發展。

（五）缺乏良好的物質環境，不利于形成聯動機制

要想在小學科學課程中展開STEM教育，就必然要有充足的物質條件和完善的環境支持。STEM教育的開展不僅需要學生和教師的參與，更需要教育政策制定者、課程的開發人員、學校管理人員和社會等諸多群體的參與，為這項教育工作的開展建立起層層遞進的行動體系，從物質到環境做好準備，形成一股濃郁的氛圍，才能夠提高教師參與的效益。但是，在我國STEM教育在小學科學課程中的開展并沒有引起學校的足夠重視，因此也沒有形成相應的聯動機制。就一些調研表明，之所以STEM教育在部分學校的小學科學課程中開展艱難，主要就是缺乏管理上的領導和資金上的支持，課時的有限和教學設施設備的缺乏也是主要因素之一。

二、小學科學課程中開展STEM教育的教學對策

在科學課程中大力推廣STEM教育，可以對學生科學技能的綜合發展帶來積極影響，但也會隨之出現許多科學教學方面的問題，不利于學生對科學課程的具體認知，更不利于教師在科學課程方面的綜合實踐教學，阻礙了學生在科學實踐上的技能發展，使學生的綜合思維拓展空間受到局限。在科學課程不斷發展的進程中，教師需要自己面對這些問題，結合STEM教育的實踐特征，根據學生在科學課程中的學習表現，及時提出有效的教育對策，促進學生在科學課程中的逐步成長，為科學教育的后期發展打下堅實基礎，促進科學課程內容的不斷優化。

（一）針對不同教學內容展開主題教學，促進學生構建知識框架

對于科學課程設計較為復雜，不利于學生構建科學知識框架這個問題，教師可以針對STEM不同的教學內容展開主題教學，便于學生針對科學、技術、工程等方面的內容進行分類學習，促進學生構建較為完整的科學知識框架，推動學生對STEM教育內容的科學認知，豐富學生的科學知識儲備。在學生具備一定科學基礎知識的前提下，教師可以根據STEM教學的要點展開分類教學，設置相應的科學教學主題，促進學生圍繞某一科學主題展開思考與學習。引導學生關于科學知識問題展開積極思考，發揮主題教學策略的有效性，推動學生對科學課程知識的有效梳理，讓學生的學習思路更加清晰，加強科學課堂的主題教學效果。教師需要注意對科學教學內容進行篩選，有效突出STEM教育的要點和主題，讓學生明確科學課堂的學習重點，提高學生構建科學知識框架的效率。教師針對科學教學內容和STEM教育要點展開主題教學，不只是簡單地進行科學主題分類，還需要根據學生的科學學習特性選擇合適的教學主題，適當展開STEM教育創新教學。

（二）根據學生特性安排教學內容，有效強調科學課程的綜合性

學生作為STEM教育推行的主要因素，教師需要關注學生在科學課程中的學習表現，強調學生在科學教學過程中的主體位置，強化學生的科學學習能動性。針對教學內容安排不夠合理這一問題，教師可以根據學生的特性合理安排STEM教學內容，觀察學生在日常科學學習中的表現和特點。針對學生的科學學習特征進行教學分析，不斷完善STEM教育過程，有效強調科學課程的綜合性，使學生的科學思維更具綜合特性。教師在展開科學教學設計的過程中，不僅需要考慮STEM教育的重點內容，還需要充分考慮學生的科學學習特性，結合學生的科學綜合特性設計教學框架和內容，讓STEM教育過程更具科學性和合理性，促進科學課程教學板塊的綜合化，有效提高科學課堂的教學質量。教師可以根據學生在STEM教育過程中的學習反饋，及時展開科學教學分析，得出適合學生思維發展的教學方法，結合科學教育內容展開教學規劃。逐步提高科學課程教學的綜合性，推動學生在STEM教育下的全面成長，促進學生對科學、技術、工程等方面的綜合認知。

（三）結合案例分析STEM教育要點，把握科學教學板塊平衡

針對難以維持科學教學板塊的平衡這一問題，教師可以及時展開科學教學反思與總結，結合實際教學案例及時分析STEM教育要點，把握科學教學板塊之間的平衡，促進學生對科學板塊的綜合學習。教師在按照相關教學案例展開教學分析與總結的前提下，可以根據STEM教育特點進行科學課程教學規劃，推動教學進度的穩定提升，使學生可以逐步找到合適的科學學習方法，促進STEM教育方案的科學化。教師對STEM教育要點的分析，不能只根據相關科學教學理論，還需要對相關課堂教學實踐進行調查。篩選合適的教學案例進行總結分析，得出有效的科學課堂教學結論，推動STEM教育在科學課程教學中的創新化，促進各個科學教學板塊之間相互聯系，保持科學教學進度的有效推進。教師應注意對科學教學案例進行綜合分析，以更加全面的教學視角看待STEM教育問題，提高相關教學問題的解決方法，便于對教學方案的創新實踐，發揮科學課堂教學策略的綜合特性。

（四）結合科學教學實踐特性，積極開展STEM教育實踐活動

對于容易忽略科學教學實踐特性這一問題，教師可以不斷挖掘科學實踐活動的價值，有效強調科學教學實踐特性，積極開展STEM教育實踐活動，推動學生具體認知科學實踐活動，促進學生在科學技術方面的進步。例如，在小學“水果發電”的科學實驗教學過程中，教師可以組織學生以小組為單位展開科學實踐活動，推動小組實踐活動環節的有效實踐。使學生可以在實踐活動中展開科學討論與技術實踐，促進學生對科學實踐框架的具體認知，深化學生的科學實踐過程。教師應注意提前展開實驗科普，促進學生對具體實驗流程的了解，便于學生理解科學實驗現象背后的內涵，促進學生深入探究科學實驗理論，為學生的科學實踐技能發展打下基礎。教師不僅需要積極推動科學實踐活動的實踐與優化，不斷完善科學實踐的各個環節，還需要關注學生在科學實踐環節的學習狀態，根據學生的實踐表現調整STEM教育活動環節，促進學生在科學實踐中深化科學理念。

（五）促進學生參與科學拓展環節，明確科學課程教學主要方向

對于科學課程教學方向不夠明確，不利于學生綜合思維的拓展這個教學問題，教師不僅需要展開積極的科學教學思考，還需要對相關科學創新理論進行積極探究與實踐。合理運用各種科學教學方法，促進學生參與科學拓展環節，明確科學課程教學的主要方向，為學生在STEM教育環節樹立明確學習目標提供條件。同時，提高學生的科學思考質量，優化科學拓展等教學板塊，為學生的綜合發展打下良好基礎。教育的主要目的在于針對學生的科學綜合學習技能，從科學、技術、工程、數學這幾個方面出發，促進學生的全方位發展，與科學教學的目標有效融合。在找到二者的共同目標后，教師需要根據學生的科學基礎能力進行STEM教學實踐環節設計，不斷完善學生的科學課堂實踐學習過程，提高學生的科學實踐技能。促進科學教學與STEM教育要點的相互融合，深化科學課堂的教學實踐過程，為學生的科學思考提供更多途徑，促進學生科學思維的綜合拓展。學生在進行科學課堂準備的過程中，教師需要注意利用科學問題引導學生進行有效思考，加強科學課堂環節與拓展內容之間的聯系，促進學生對科學拓展知識的有效積累，拓寬學生的科學學習道路。

三、結束語

在小學科學課程中，STEM教育實踐具有較強的科學性和綜合性。從STEM包含的科學、技術、工程和數學四個層面出發，教師在展開科學教學實踐的過程中，會遇到科學課程設計較為復雜、教學內容安排不夠合理等問題。STEM教育特性與科學課程的基礎教學過程息息相關，在學生科學基礎薄弱的情況下開展STEM教育，容易造成教學進度緩慢等情況出現，不利于學生展開科學實踐與復習。教師需要根據學生的科學學習基礎，結合STEM教育內容和要點提出相應的教學對策，推動學生對科學知識框架的有效構建，有效強調科學課程的綜合性。教師需要注意STEM教育的關鍵要素，不斷完善相關科學教學策略，把握好科學教學板塊之間的平衡，積極開展STEM教育實踐活動，充分發揮科學教學策略的有效性，促進STEM教育在科學課程中的良好實踐。

參考文獻

[1]顧健彭.開展小學STEM教育的思考——以小學科學“水果發電”教學活動為例[J].黑龍江教育（教育與教學），2021（03）.

[2]吳碟.基于STEM教育理念的小學機器人課程開發與實踐研究[J].小學教學研究，2021（05）.

[3]李燕.STEAM教育理念下小學科學教學中的工程思維培養[J].福建教育學院學報，2021（06）.

[4]楊金勇，王夢珂.STEAM與創客教育整合課程體系研究——以小學科學為切入點[J].現代教育技術，2021（11）.